דיאגרמת ראמצ'נדרן

דיאגרמת ראמצ'נדרן (באנגלית: Ramachandran plot; מכונה גם "מפת ראמצ'נדרן" או "תרשים ראמצ'נדרן", על שמו של גופאלאסמודרם ראמצ'נדרן) ממפה את הזוויות הדו-מישוריות בין הקשרים הכימיים לאורך שרשרת חומצות האמינו המרכיבות חלבון נתון. הדיאגרמה משמשת לבחינת תכונות בסיסיות של החלבון, להשוואה בין חלבונים שונים ולחשיפת שגיאות במבנה חלבוני מוצע.

דיאגרמת ראמצ'נדרן של החלבון PCNA המשמש לאחיזת DNA ומכיל סלילי אלפא ומשטחי בתא. הנקודות הפזורות לאורך צירי הדיאגרמה מתאימות לשיירים שבקצות השרשרת הפפטידית, עבור כל אחת משלוש תת-היחידות המרכיבות את החלבון.

ניתן לתאר את הדיאגרמה כגרף של פונקציה מהצורה: $f:[-\pi ,\pi ]\times [-\pi ,\pi ]\to {ℝ}_{\mathbb{+}}$.

הזווית$\varphi$בין האטומים ${\mathrm{C}}^{\mathrm{\prime }}\mathrm{-}\mathrm{N}\mathrm{-}{\mathrm{C}}^{\mathrm{\alpha }}\mathrm{-}{\mathrm{C}}^{\mathrm{\prime }}$ ממופה לציר האופקי x, והזווית $\psi$ בין האטומים $\mathrm{N}\mathrm{-}{\mathrm{C}}^{\mathrm{\alpha }}\mathrm{-}{\mathrm{C}}^{\mathrm{\prime }}\mathrm{-}\mathrm{N}$ ממופה לציר האנכי y.

הפרעות מרחביות הדדיות בין חומצות אמינו שכנות מאלצות את מרבית הזוויות בחלבון לתחומים זוויתיים מוגבלים (ראו איור). אילוצים חריפים ביותר קיימים על הזוויות המותרות בין הקשרים עם חומצת האימינו פרולין. לעומת זאת גליצין, חומצת האמינו הקטנה ביותר, מסוגלת ליצור זוויות חריפות יותר עם החומצות השכנות לה הודות לשייר הקטן שלה - פרוטון בודד. לכן גליצין משמשת לעיתים כציר סיבוב בין חלקים שונים בחלבון. גם אספרגין ואספרטט מסוגלות להימצא לעיתים בזוויות חריגות על ידי יצירת קשר מימן נוסף המייצב את הקונפורמציה החריגהתבנית:הערה. הימצאות זוויות בין חומצות אמינו אחרות מחוץ לתחומים המותרים בדיאגרמה עשויה להעיד על אתר פעיל בחלבון. עם זאת, אם חלק ניכר (~רבע או יותר) מהזוויות בחלבון נתון פזורות מחוץ לתחומים המותרים בדיאגרמה, יש מקום לחשוד כי נפלו שגיאות בפענוח מבנה החלבון. בפרט, יש לצפות לגמישות זוויתית מועטה יותר בלב החלבון מאשר בשפתו.

הדיאגרמה פותחה בשנת 1963 על ידי V. Sasisekharan, תלמידו של הפיזיקאי ההודי הנודע גופאלאסמודרם ראמצ'נדרן.

ניתן להשתמש בדיאגרמה באופן דומה לייצוג הזוויות ברב-סוכרים ומבנים פולימריים אחרים.

ראו גם

• מבנה שניוני
• קונפורמציה (כימיה)

קישורים חיצוניים

• DynoPlot - תוכנה חופשית לשרטוט דיאגרמות ראמצ'נדרן תבנית:Webarchive
• עוד על הזוויות המותרות בדיאגרמת ראמצ'נדרן